В химическом опыте с помощью спиртовки нагревают 40 г глицерина от температуры 20°С. Если в спиртовке сгорел 1 г спирта при потерях в 40%, то до какой температуры был прогрет глицерин?

Физика 11 класс Тепловые явления физика 11 класс глицерин нагрев температура спиртовка опыт химическая реакция Теплоёмкость сгорание спирта Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии. Мы знаем, что энергия, выделяющаяся при сгорании спирта, будет передаваться глицерину, нагревая его. Давайте разберем шаги решения.

Шаг 1: Определим количество теплоты, выделяющееся при сгорании спирта.

Сначала найдем, сколько энергии выделяется при сгорании 1 г спирта. Для этого нам нужно знать теплоту сгорания спирта. Обычно, теплоту сгорания этанола (спирта) принимают равной примерно 30 кДж/г.

Однако, учитывая потери в 40%, мы можем рассчитать эффективное количество теплоты, которое пойдет на нагрев глицерина:

• Энергия, выделяемая при сгорании 1 г спирта: 30 кДж/г.
• С учетом потерь: 30 кДж/г * (1 - 0.4) = 30 кДж/г * 0.6 = 18 кДж.

Шаг 2: Рассчитаем, сколько теплоты нужно для нагрева глицерина.

Теперь нам нужно узнать, сколько теплоты требуется, чтобы нагреть 40 г глицерина от 20°С до конечной температуры. Для этого используем формулу:

Q = mcΔT,

где:

• Q - количество теплоты (в Джоулях),
• m - масса глицерина (в г),
• c - удельная теплоемкость глицерина (примерно 2.43 Дж/(г·°С)),
• ΔT - изменение температуры (в °С).

Подставим известные значения:

• m = 40 г,
• c = 2.43 Дж/(г·°С),
• Q = 18000 Дж (18 кДж, переведем в Джоули).

Теперь можем выразить ΔT:

18000 = 40 * 2.43 * ΔT.

Шаг 3: Найдем изменение температуры ΔT.

Решим уравнение для ΔT:

• ΔT = 18000 / (40 * 2.43) = 18000 / 97.2 ≈ 185.06 °С.

Шаг 4: Найдем конечную температуру глицерина.

Теперь мы можем найти конечную температуру:

• Тконечная = Тначальная + ΔT = 20°С + 185.06°С ≈ 205.06°С.

Таким образом, глицерин был нагрет до температуры примерно 205°С.